(57)【要約】【課題】メイン基板を介してグランド電位に接続されるディスプレイ基板に静電気が侵入してグランド線路の電位が変動したときであっても、パルス信号の波形の乱れを防止するとともに、高速な信号処理を可能にする。  【解決手段】接地される第１のグランド線路とパルス信号を伝送する第１の信号線路とを有するメイン基板と、前記第１のグランド線路に接続される第２のグランド線路と前記第１の信号線路と接続され前記パルス信号を伝送する第２の信号線路とを有する伝送路と、前記第２のグランド線路と接続される第３のグランド線路と前記第２の信号線路と接続される第３の信号線路とを有するディスプレイ基板とを有する電子機器は、前記第３の信号線路と前記第３のグランド線路の間に双方向に導通可能な双方向整流回路を有するので、第３の信号線路と第３のグランド線路との電位差は一定に保たれ、パルス信号の波形の乱れを防止できる。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電位に接続される第１のグランド線路と前記基準電位に対し所定の電位差を有するパルス信号を伝送する第１の信号線路とを有する第１の回路基板と、
前記第１のグランド線路に接続される第２のグランド線路と前記第１の信号線路と接続され前記パルス信号を伝送する第２の信号線路とを有する伝送路と、
前記第２のグランド線路と接続される第３のグランド線路と前記第２の信号線路と接続される第３の信号線路とを有するとともに操作入力部近傍に設けられ、前記第３の信号線路が伝送する前記パルス信号を処理する第２の回路基板とを有し、
前記第２の回路基板は、前記第３の信号線路と前記第３のグランド線路の間に設けられ前記第３のグランド線路に所定電圧が印加されたときに当該電圧に対応する方向に導通する双方向整流回路を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の回路基板を備える第１の筐体と、
前記第２の回路基板と前記操作入力部とを備えるとともに前記第１の筺体に対し変位可能に設けられた第２の筐体とをさらに有し、
前記伝送路は変形可能であることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１の回路基板は映像信号と映像出力のための同期信号とを前記パルス信号として出力し、
前記第２の回路基板は、前記映像信号と同期信号とに対応する映像を表示画面に表示出力させる表示制御部を有し、当該表示制御部に入力される前記映像信号および同期信号が伝送される前記第３の信号線路と前記第３のグランド線路との間に前記双方向整流回路を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の回路基板と、操作入力部近傍に設けられ前記第１の回路基板から送られるパルス信号を処理する第２の回路基板とを有する電子機器に関し、特に、第２の回路基板に侵入する静電気に起因してパルス信号の波形が乱れることを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーオーディオ、テレビ受像器及びカーナビゲーションなどが一体化された車載用電子機器（以下、電子機器）が普及しつつある。かかる電子機器は通常、車両の運転席前方のインストルメントパネル内に埋設されるので、搭載スペースの制約上、小型化が求められる。また一方で、ユーザの利便性の観点から、テレビ映像やナビゲーション画像を表示する表示画面を大型化し、電子機器の多機能化に対応した種々の操作ボタンを配置可能な操作入力部の面積を確保することが求められる。
【０００３】
よって電子機器は、各種機能を実現するための電子回路基板を内蔵しインストルメントパネルに埋設される本体部と、表示画面や操作入力部が配置され、これらを制御する電子回路基板を内蔵するディスプレイパネルとで構成される。そして本体部を最小限とすることでインストルメントパネル内の限られたスペースに搭載可能とし、表示画面と操作入力部が配置されるディスプレイパネルの面積を最大限確保する。そして、表示画面の視認角度を変更したり、あるいは操作入力を容易にしたりできるように、本体部の前面側に対しディスプレイパネルは傾動可能に接続される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
上記構成の電子機器では、本体部内の回路基板（以下、メイン基板という）とディスプレイパネル内の回路基板（以下、ディスプレイ基板という）とはディスプレイパネルの傾動に伴い変形可能なフレキシブルケーブルやフレキシブル基板といった伝送路で接続される。この伝送路は、メイン基板とディスプレイ基板の信号線路同士を接続する信号線路と、メイン基板とディスプレイ基板のグランド線路同士を接続するグランド線路とを有する。そして、メイン回路基板とディスプレイ基板は、信号線路とグランド線路の電位差に対応するパルス信号を、伝送路を介して相互に伝送する。
【０００５】
ここで、かかる電子機器では、ディスプレイパネルに対してユーザが接触することで静電放電が生じ、ディスプレイ基板のグランド線路に静電気が侵入する場合がある。すると、グランド線路に電圧が印加され、グランド線路の電位が変動する。一般的には、グランド線路に侵入した静電気はグランド線路が基準電位（グランド電位、つまり０Ｖ）に接続されることで、グランド線路の電位が変動しても即座にグランド電位まで回復する。
【０００６】
しかし、上記のような構成の電子機器では、メイン基板のグランド線路は本体部筺体を介して車両のボディアースまたは車載バッテリの負電極に接続されてグランド電位に接続される一方、ディスプレイ基板のグランド線路は伝送路のグランド線路を介してメイン基板のグランド線路と接続され、さらにメイン基板のグランド線路を介してグランド電位に接続される。よって、伝送路のグランド線路がインピーダンスを有することにより、ディスプレイ基板のグランド線路の電位が変動すると即座にグランド電位まで回復しない。すると、ディスプレイ基板では、グランド線路の電位の変動により信号線路との電位差が変動し、パルス信号の波形が乱れるという問題が生じる。特に、パルス信号が映像信号や映像出力のための同期信号の場合、表示フレームの切り替えタイミングを規定する垂直同期信号が乱れると画面の乱れが視認できるほど大きくなるので支障が大きい。
【０００７】
そこで、かかる問題に対処するために従来種々の方法が提案されている。その１つとして、ディスプレイ基板の信号線路とグランド線路との間にコンデンサを設ける方法があげられる。
【０００８】
図１は、ディスプレイ基板の信号線路とグランド線路との間にコンデンサを設ける構成例について説明する図である。メイン基板２は、信号線路２Ｓ、グランド線路２Ｇを有し、例えば映像信号と映像出力のための同期信号とをパルス信号として出力する映像信号処理部８を有する。ここで、メイン基板２は、定電圧源（例えば車載バッテリ）ＶＤＤから電力供給を受けるとともに、グランド線路２Ｇはグランド電位に接続される。そして、信号線路２Ｓとグランド線路２Ｇは、それぞれ伝送路４の信号線路４Ｓ、グランド線路４Ｇと接続される。ディスプレイ基板６は、信号線路６Ｓ、グランド線路６Ｇを有し、映像信号と同期信号に応答して表示画面６２の映像出力を制御する表示制御部１０を有する。そして、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇは、それぞれ伝送路４の信号線路４Ｓ、グランド線路４Ｇと接続される。さらに、ディスプレイ基板６は、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの間にコンデンサ１２を備える。
【０００９】
図２は、図１に示した構成におけるパルス信号について説明する図である。図１の構成によれば、信号線路６Ｓの電位（図２（Ａ））とグランド線路６Ｇの電位（図２（Ｂ））の電位差（図２（Ｃ））が正のときにコンデンサ１２が充電され、負のときに放電される。そして、電位差が閾値Ｔｈｖに達すると、表示制御部１０がパルス信号の立ち上がりを検出する（図２（Ｄ））。
【００１０】
よって、例えば、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの電位差が正のときに立ち上がるパルス信号を用いた場合に、電位差が閾値Ｔｈｖに達するまでの時間Δｔ、パルス信号を遅延させることができる。そうすることで、図２（Ｂ）の矢印Ａ１で示すように静電気による負電圧がグランド線路６Ｇに印加され、図２（Ｃ）の矢印Ａ２で示すようにグランド線路６Ｇと信号線路６Ｓの電位差が変動した場合であっても、その変動時間がパルス信号の波長に対し短時間である場合には、コンデンサ１２の充放電時間中に静電気による電位差の変動がパルス信号として検出されない。よって図２（Ｄ）に示すように表示制御部１０に入力されるパルス信号の波形が乱れることを防止できる。
【特許文献１】特開２００４−３１４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで上記構成では、静電気によるグランド線路６Ｇの電位の変動時間が長い場合には、コンデンサ１２の容量を大きくして遅延時関を長くしないとパルス信号が誤検出されるおそれがある。しかしながら、コンデンサ１２の容量を大きくすると、１つのパルス信号にかかる充放電時間が長くなり、表示制御部１０は周期の短いパルス信号を処理できない。よって時間あたりに処理できるデータ量、つまり信号処理速度が制限され、データ量の大きいデジタル放送などの映像信号処理に支障をきたすという問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、メイン基板を介してグランド電位に接続されるディスプレイ基板に静電気が侵入してグランド線路の電位が変動したときであっても、パルス信号の波形の乱れを防止するとともに、高速な信号処理を可能にする電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面における電子機器は、基準電位に接続される第１のグランド線路と前記基準電位に対し所定の電位差を有するパルス信号を伝送する第１の信号線路とを有する第１の回路基板と、前記第１のグランド線路に接続される第２のグランド線路と前記第１の信号線路と接続され前記パルス信号を伝送する第２の信号線路とを有する伝送路と、前記第２のグランド線路と接続される第３のグランド線路と前記第２の信号線路と接続される第３の信号線路とを有するとともに操作入力部近傍に設けられ、前記第３の信号線路が伝送する前記パルス信号を処理する第２の回路基板とを有し、前記第２の回路基板は、前記第３の信号線路と前記第３のグランド線路の間に設けられ前記第３のグランド線路に所定電圧が印加されたときに当該電圧に対応する方向に導通する双方向整流回路を有する。
【発明の効果】
【００１４】
上記側面によれば、第３のグランド線路に所定電圧が印加されたときに双方向整流回路が当該電圧に対応する方向に導通することで、第３のグランド線路の電位の変動に伴い第３の信号線路の電位が変動するので、第３の信号線路と第３のグランド線路との電位差は一定に保たれ、パルス信号の波形の乱れを防止できる。また、コンデンサを設ける場合のようにパルス信号が遅延することもない。よって、静電気によるパルス信号の波形の乱れを防止しつつ、高速な信号処理が可能となる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。  
【００１６】
図３は、本実施の形態における電子機器の使用状況を説明する図である。以下、電子機器の一例として、オーディオシステムと、テレビ受像器と、カーナビシステムなどが一体化された車載用の電子機器を例にして説明する。図３（Ａ）は、電子機器の正面図を、図３（Ｂ）、（Ｃ）は同側面図を示す。
【００１７】
図３（Ａ）に示すように、電子機器の正面には液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬディスプレイパネルなどからなる表示画面６２を有するディスプレイパネル６０が取り付けられる。そして、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本体部５０は運転席前方のインストルメントパネル７０内に埋設されるとともに、ディスプレイパネル６０は、本体部５０の前面部に対し傾動可能に取り付けられる。ここでは、図３（Ｂ）はディスプレイパネル６０が本体部５０の前面部に対し平行な状態を示し、図３（Ｃ）は傾動した状態を示す。
【００１８】
ディスプレイパネル６０の例えば下端部には、オーディオシステム、テレビ、カーナビシステムなどの複数の操作ボタンＢＴ１が設けられる。また、表示画面６２にはタッチパネル６３が内蔵され、オーディオシステム、テレビ、カーナビシステムなどの複数の操作ボタンＢＴ２が表示画面６２上に設けられる。
【００１９】
図４は、本実施形態における電子機器の概略構成図である。電子機器は、前述のとおり、本体部５０とディスプレイパネル６０とで構成され、本体部５０が「第１の筺体」、ディスプレイパネル６０が「第２の筺体」に対応する。そして、本体部５０には、「第１の回路基板」として電子機器全体の制御を行うとともに各種機能を実現するメイン基板２が設けられる。また、ディスプレイパネル６０には、「第２の回路基板として」ディスプレイ基板６が設けられる。
【００２０】
メイン基板２、ディスプレイ基板６は一例として、マイクロストリップラインやコプレーナ導波路などの信号線路とグランドプレーン（グランド線路）とを有する回路基板で構成される。そして、信号線路とグランド線路との電位差に対応するパルス信号が信号線路に沿って伝送される。
【００２１】
メイン基板２とディスプレイ基板６は、伝送路４で接続される。上述したように、本体部５０とディスプレイパネル６０は傾動可能に設けられることから、伝送路４はディスプレイパネル６０の傾動に伴い屈曲可能なフレキシブルケーブルやフレキシブル基板で構成される。そして、伝送路４は、メイン基板２とディスプレイ基板６の信号線路同士を接続する信号線路と、メイン基板２とディスプレイ基板６のグランド線路同士を接続するグランド線路とを有し、信号線路とグランド線路の電位差に対応するパルス信号を伝送する。
【００２２】
ここで、メイン基板２にはその動作に必要な電力が定電圧減ＶＤＤ（例えば車載バッテリ）から供給される。そして、メイン基板２のグランド線路は、車体のボディアースまたは車載バッテリの負電極に接続されることで基準電位（グランド電位）に接続される。一方、ディスプレイ基板６は、その動作に必要な電力をメイン基板２から伝送路４を介して取得するとともに、グランド線路は伝送路４を介してメイン基板２のグランド線路と接続される。
【００２３】
メイン基板２には、不図示のハードディスクやＤＶＤなどの記憶媒体の読み取り装置、あるいはラジオ放送やテレビジョン放送受信機などから映像・音声信号が入力される。そして、映像信号処理部８は、映像・音声信号から映像信号と映像表示のための同期信号とを抽出し、適宜映像の輝度や色調の調整を行う。また、音声信号処理部１８は、映像・音声信号から音声信号を抽出し、音声再生部２４に出力する。また、メイン基板には、不図示のハードディスクやＤＶＤなどの記憶媒体の読み取り装置から地図データ、ＧＰＳ受信機からのＧＰＳ信号などが入力され、ナビゲーション制御部１６がこれらの信号を処理して経路探索を実行する。そして、探索結果を映像信号処理部８を介して映像出力したり、音声信号処理部１８を介して音声出力したりする。
【００２４】
一方、ディスプレイ基板６は、映像信号処理部８が抽出した映像信号と同期信号とに基づいて表示画面６１の映像出力を制御する表示制御部１０と、操作ボタンＢＴ１やタッチパネル６３からの操作入力を検出して、各操作入力に対応した指示信号を生成してメイン基板２の各部に出力する操作入力部３４を有する。
【００２５】
なお、上記構成におけるメイン基板２、ディスプレイ基板６の各部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）、あるいはマイクロコンピュータなどで構成される。
【００２６】
図５は、メイン基板２とディスプレイ基板６で伝送されるパルス信号を説明する図である。上記構成の電子機器では、信号線路の電位（図５（Ａ））とグランド線路の電位（図５（Ｂ））の電位差（図５（Ｃ））に対応するパルス信号（図５（Ｄ））が、信号線路にて伝送される。よってグランド線路は常時グランド電位に保持されることが望ましい。しかしながら、ディスプレイパネル６０の操作ボタンＢＴやタッチパネル６３にユーザが接触するときに静電放電が生じ、図５（Ｂ）の矢印Ａ１１が示すように静電気がディスプレイ基板６のグランド線路に印加される場合がある。ここで、本実施形態における電子機器では、ディスプレイ基板６のグランド線路は伝送路４のグランド線路とメイン基板２のグランド線路とを介してグランド電位に接続されるので、伝送路４のグランド線路がインピーダンスを有することにより即時にグランド電位まで回復しない。
【００２７】
このとき、グランド線路の電位が変動することで図５（Ｃ）の矢印Ａ２１に示すように信号線路との電位差が変動するとパルス信号として検出されるための閾値Ｔｈｖを越えてしまい、図５（Ｄ）の矢印Ａ２２に示すようにパルス信号が誤検出されるおそれがある。そこで、本実施形態では、かかる問題を解決するため、ディスプレイ基板６における信号線路とグランド線路の間に、グランド線路の電位に応じて双方向に導通可能な整流回路を設ける。
【００２８】
図６は、本実施形態におけるディスプレイ基板６の構成について説明する図である。まず、図６（Ａ）に示すように、メイン基板２は、信号線路２Ｓ（「第１の信号線路」）、グランド線路２Ｇ（「第１のグランド線路」）を有する。そして、ここでは映像信号処理部８を図示する。上述したように、メイン基板２は、定電圧源ＶＤＤから電力供給を受けるとともに、グランド線路２Ｇはグランド電位に接地される。そして、信号線路２Ｓとグランド線路２Ｇは、それぞれ伝送路４の信号線路４Ｓ（「第２の信号線路」）、グランド線路４Ｇ（「第２のグランド線路」）と接続される。ディスプレイ基板６は、信号線路６Ｓ（「第３の信号線路」）、グランド線路６Ｇ（「第３のグランド線路」）を有する。そして、ここでは表示制御部１０を図示する。そして、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇは、それぞれ伝送路４の信号線路４Ｓ、グランド線路４Ｇと接続される。
【００２９】
ディスプレイ基板６はさらに、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの間にグランド線路６Ｇの電位に応じて双方向に導通可能な整流回路１３を備える。この整流回路１３は、グランド線路６Ｇに一定以上の正電圧が印加されたときにグランド線路６Ｇから信号線路６Ｓの方向に導通し、グランド線路６Ｇに一定以上の負電圧が印加されたときに信号線路６Ｓからグランド線路６Ｇの方向に導通する。ここで、整流回路１３は部品点数と定格電圧の観点から、バリスタ（Variable Resistor）が好適に用いられる。しかし、図６（Ｂ）に示すようにダイオードを並列接続した等価回路によっても整流回路１３は実現可能である。
【００３０】
このような構成におけるパルス信号を図７に示す。ここで、図７（Ａ）は信号線路６Ｓの電位、図７（Ｂ）はグランド線路６Ｇの電位、図７（Ｃ）は信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの電位差、図７（Ｄ）は、電位差に対応するパルス信号を示す。
【００３１】
図７（Ｂ）の矢印Ａ１３に示すようにグランド線路６Ｇに静電気による負電圧が印加されたときには、整流回路１３が信号線路６Ｓからグランド線路６Ｇの方向に導通する。よって、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの正の電位差が閾値Ｔｈｖを越えたときに立ち上がるようなパルス信号を用いる場合に、図７（Ｂ）に示すグランド線路２Ｇの電位の変動に伴い図７（Ａ）の矢印Ａ１４が示すように信号線路２Ｓの電位を変動させ、図７（Ｃ）の矢印Ａ１５が示すように信号線路２Ｓとグランド線路２Ｇとの電位差を一定に保つことができる。よって、７（Ｄ）が示すように、パルス信号の誤検出が防止される。
【００３２】
また、グランド線路６Ｇに静電気による正電圧が印加されたときには整流回路１３がグランド線路６Ｇから信号線路６Ｓの方向に導通する。ここで、信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの負の電位差が閾値を越えたときに立ち下がるようなパルス信号を用いる場合を図８に示す。図８（Ａ）は信号線路６Ｓの電位、図８（Ｂ）はグランド線路６Ｇの電位、図８（Ｃ）は信号線路６Ｓとグランド線路６Ｇの電位差、図８（Ｄ）は、電位差に対応するパルス信号を示す。この場合においても、グランド線路２Ｇの電位の変動（図８（Ｂ）の矢印Ａ３３）に伴い信号線路２Ｓの電位を変動させ（図８（Ａ）の矢印Ａ３４）、信号線路２Ｓとグランド線路２Ｇとの電位差を一定に保つことができる（図８（Ｃ）の矢印Ａ３５）。よって、パルス信号の誤検出が防止される（図８（Ｄ））。
【００３３】
このように、本実施形態によればパルス信号の誤検出が防止される。また、図１に示したコンデンサを用いる場合と比べても、コンデンサの充放電時間に対応する遅延時間がないので、高速な信号処理が可能となる。
【００３４】
さらに、表示制御部３２に入力されるパルス信号の伝送経路における信号線路６Ｓ、グランド線路６Ｇの間に整流回路１３を設けることで、表示制御部３２に入力される同期信号、特に垂直同期信号の誤検出を防止できる。よって、誤ったタイミングで表示フレームが切り替えられ、表示画像が乱れることを防止できる。
【００３５】
なお、上述の説明では、第１の筐体としての本体部５０と、第２の筐体としてのディスプレイパネル６０を有し、両者がフレキシブルケーブルなどの伝送路４で接続される電子機器を例として説明した。しかし、同一の筐体内に第１の回路基板（例えばメイン基板２）と、第２の回路基板（例えばディスプレイ基板６）と、両者を接続する伝送路４とを有する電子機器にも、本実施形態は適用できる。その場合において、メイン基板２のグランド線路２Ｇがグランド電位に接続され、ディスプレイ基板６のグランド線路６Ｇは伝送路４のグランド線路４Ｇとメイン基板２のグランド線路とを介してグランド電位に接続されるが、本実施形態によれば、ディスプレイ基板６のグランド線路６Ｇに静電気が侵入して所定電圧が印加される場合であっても、双方向整流回路１３が当該電圧に対応する方向に導通することで、ディスプレイ基板６が処理するパルス信号の波形の乱れを防止できる。
【００３６】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、ディスプレイ基板のグランド線路に所定電圧が印加されたときに双方向整流回路が当該電圧に対応する方向に導通することで、グランド線路における基準電位の変動に伴い信号線路の電位が変動するので、信号線路とグランド線路との電位差は一定に保たれ、パルス信号の波形の乱れを防止できる。また、コンデンサを設ける場合のようにパルス信号が遅延することもない。よって、静電気によるパルス信号の波形の乱れを防止しつつ、高速な信号処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ディスプレイ基板の信号線路とグランド線路との間にコンデンサを設ける構成例について説明する図である。
【図２】図１に示した構成におけるパルス信号について説明する図である。
【図３】本実施の形態における電子機器の使用状況を説明する図である。
【図４】本実施形態における電子機器の概略構成図である。
【図５】メイン基板２とディスプレイ基板６で伝送されるパルス信号を説明する図である。
【図６】本実施形態におけるディスプレイ基板６の構成について説明する図である。
【図７】本実施形態におけるディスプレイ基板６で伝送されるパルス信号を説明する図である。
【図８】本実施形態におけるディスプレイ基板６で伝送される別のパターンのパルス信号を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
２：メイン基板、２Ｓ、４Ｓ、６Ｓ：信号線路、２Ｇ：４Ｇ：６Ｇ：グランド線路、４：伝送路、６：ディスプレイ基板、１０：表示制御部、１３：双方向整流回路、５０：本体部、６０：ディスプレイパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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